Curvas na forma implícita
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Acabamos de ver que a rotação de curvas é simples quando se utilizam equações paramétricas. Se a curva for dada por equações cartesianas, a questão se complica um pouco.

Vejamos o caso de uma curva © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César definida implicitamente por © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. (Não nos cabe discutir aqui as restrições que © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César deve cumprir para originar realmente uma “curva” no plano.) Dada uma transformação © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, qual é a equação que define © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César? Para o caso em que a função © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é inversível (como acontece quando © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é uma rotação), tem-se a seguinte equação:

Demonstração.

Exemplo 8

Para uma rotação © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, a função inversa é dada por

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

conforme se depreende da nossa discussão sobre matrizes de rotação. Deste modo, dada uma curva © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César definida por uma equação do tipo

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

a equação cartesiana da curva após a rotação de ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César será

Exemplo 9

Curvas dadas por equações da forma © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César são um caso particular do Exemplo 8. Basta definir

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Conseqüentemente, após girarmos uma curva © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César de um ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, obteremos uma curva de equação

Exemplo 10

Vamos testar a equação (13) no Winplot. Comece abrindo a caixa de funções do usuário (menu Equa) e definindo uma função © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César qualquer. Na figura abaixo, tomamos © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César.

Clique no botão e feche a caixa. Em seguida, abra a caixa de funções implícitas e entre com a equação (13):

Repare que usamos “© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César” para o ângulo de rotação. Desmarque a opção watch (olhar) se quiser que o gráfico apareça de pronto. Agora, varie a constante © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. O gráfico da função seno começará a girar a cada clique nas setas, conforme ilustramos na animação abaixo.

 

Você pode voltar à caixa de funções do usuário e modificar a definição de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César para ver a rotação de uma nova curva.


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© Carlos César de Araújo - Sexta-feira, 5 de Abril de 2002